Тема 1. Специальные методы получения и обработки эколого-геологической информации

Тема 1. Специальные методы получения и обработки эколого-геологической информации

 

1.1Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

1.2 Эколого-геологическое моделирование

1.3 Основные задачи и этапы проведения эколого-геологической съемки

1.4 Дистанционные методы в эколого-геологическом прогнозе

1.5 Эколого-геологическая информативность материалов дистанционного зондирования

Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

Этот метод позволяет решить основную стратегическую задачу –  произвести оценку современного состояния эколого-геологической системы, определить пути и способы достижения стабильного развития этой системы. Методология этого метода базируется на принципах, которые широко используют­ся и в геологии, и в экологии – системном подходе, принципе историзма, принципе целостности объекта. Это позволяет реализовать системный подход при эколого-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методоло­гических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию.

    Проведение функционального анализа эколого-геологической обстановки предусматривает, по М.Б.Куринову, выполнение следующих операций:

· выделение и описание эколого-геологической обстановки-системы той или иной изучаемой территории, выявление конкретных причинно-следственных свя­зей между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку;

· проведение оценки значимости экологических функций литосферы для соци­ума и биологических объектов;

· составление пространственно-временного прогноза развития рассматриваемой системы при планируемых техногенных и ожидаемых природных воздействиях;

· определение принципа развития, а в случае необходимости и пути поддержа­ния существования эколого-геологической обстановки-системы.

    Под эколого-геологической обстановкой-системой понимается система, в которой подсистемные элементы – геологический компо­нент природной среды, источники воздействия (природные и техногенные) и эко­логическая мишень (объекты био-, социо- и даже техносферы) тесно связаны при­чинно-следственными прямыми и обратными связями. Отличием этой системы является то, что ее границы определяются в первую очередь экологическими по­следствиями, а функционирование ее предполагает трансформацию (природного или техногенного) воздействия через геологический компонент природной среды.

При выполнении функционального анализа Г.А.Голодковская и М.Б.Куринов (1996) предложили обособлять три уровня эколого-геологических систем.

Первый – элементарный уровень базируется на конкретном виде воздействия и формиру­ющемся одномерном пространстве причинно-следственных связей.

Второй уровень системы выделяется при формировании двух-трехмерного пространства причинно-следственных связей и характеризуется более сложной структурной организацией.

Третий уровень - системы формируются на базе мощного, разнопланового ис­точника воздействия и образуют сложноорганизованное пространство причинно-следственных связей.

 

Тема 2. Современные методы эколого-геологического картирования

 

2.1Эколого-геологическое картирование с помощью дистанционного зондирования

2.2 Эколого-геологическое картирование с помощью ГИС-технологий

2.3 Специфика эколого-геологического картографирования на территории Беларуси

 

Тема 3. Экология подземной гидросферы и почв в условиях техногенеза в Республике Беларусь

 

3.1Экология подземной гидросферы

3.2 Экология почв

3.3 Эколого-геологические последствия гидротехнической мелиорации земель

 

Экология почв

Формирование современного почвенного покрова территории Беларуси определяется совместным проявлением целого ряда факторов, основными из которых являются: состав и свойства почвообразующих пород территорий, особенности климата, характер растительного покрова и животного мира, рельеф земной поверхности, геологический возраст поверхностных отложений, характер производственной деятельности человека.

Различные виды хозяйственной деятельности человека в том числе и не связанные напрямую с почвенным покровом или сельскохозяйственным производством, зачастую сопровождаются разрушением, трансформацией, деградацией или загрязнением почв. В условиях Беларуси наиболее масштабной и серьезной проблемой в этом плане является проблема радиоактивного загрязнения почв в результате Чернобыльской катастрофы. Также весьма существенной трансформации или деградации подверглись почвы территории республики (особенно торфяно-болотные) в результате широкомасштабной осушительной мелиорации, проведенной на площади около 3,4 млн. га. Экологическое состояние почв сельскохозяйственных угодий в значительной степени может определять продуктивность и качество урожая возделываемых культур. Следует отметить, что загрязнение почв в процессе их сельскохозяйственного использования может происходить только в результате нарушения действующих регламентов, инструкций и рекомендаций по агротехнологиям возделывания сельскохозяйственных культур. В основном это может быть избыточное применение средств химизации – минеральных макро- и микроудобрений, известковых удобрений, жидких органических удобрений, нарушение сроков их внесения и др.

К негативным явлениям, связанным с применением минеральных удобрений, относится загрязнение почв, грунтовых и поверхностных вод нитратами. Передозировка и нарушение сроков внесения азотных удобрений вызывают повышенное накопление нитратов в почвах и растениях и вымывание их в нижележащие горизонты. Для предотвращения избыточного накопления нитратов в природной среде в республике разработаны регламенты, ограничивающие дозы внесения азотных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, гарантирующие получение качественной продукции и снижающие возможность загрязнения почв.

Значительную опасность представляет загрязнение почв тяжелыми металлами, такими как свинец, кадмий, ртуть, мышьяк, цинк, медь. Основными загрязнителями почв сельхозугодий этими элементами являются осадки сточных вод и твердые бытовые отходы.

Химическое загрязнение почв приводит к частичной или полной их деградации вследствие нарушения почвенных процессов, разрушения органических и коллоидных компонентов, замедления микробиологических циклов, угнетения роста и развития растительности.

Основным элементом-загрязнителем природных территорий является свинец. Повышенное его содержание наблюдается в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева. Площадь почв в республике с повышенным содержанием свинца от всех источников загрязнения оценивается в 100 тыс.га, кадмия – 45 тыс. га.

На сельскохозяйственных землях содержание тяжелых металлов по сравнению с городскими значительно ниже.

Главным направлением защиты земель от загрязнения остается локализация и устранение источников поступления тяжелых металлов в почву. В этом плане особую значимость имеет организация общегосударственной системы мониторинга состояния почв и земель.

 В результате Чернобыльской аварии загрязнено радиоактивными веществами 23 % территории республики, где проживали 2,2 млн. человек. Это по существу радиационная катастрофа, негативно влияющая на все сферы жизни. Колоссальный ущерб нанесен аграрному сектору. Основные площади загрязненных сельскохозяйственных земель сосредоточены в Гомельской (58 %) и Могилевской (27 %) областях.

Совершенно очевидно, что сельское хозяйство республики в целом, функционирует в условиях радиоактивного загрязнения земель и этот фактор должен определять стратегию их использования во всех регионах, причем не только на загрязненных территориях.

Учитывая исключительную сложность преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС в сельскохозяйственном производстве, научное обеспечение в этой области нуждается в развитии и углублении.

 

Подземные воды

В отношении загрязнения грунтовых вод радионуклидами чернобыльского происхождения следует отметить, что фоновые ("дочернобыльские") значения удельной активности воды по цезию-137 и стронцию-90 составляли тысячные доли Бк/л, но уже в 1987 году было отмечено возрастание этих показателей.

В Нижне-Припятской зоне на территориях с плотностью загрязнения более 1480 кБк/кв.м удельная активность грунтовых вод достигала 3,0 Бк/л по цезию-137 и 0,7 Бк/л - по стронцию-90. В зоне отчуждения концентрация радионуклидов составляла 3,0-5,0 Бк/л по цезию и 1,0-2,0 Бк/л по стронцию. В Сожской зоне максимальные значения концентрации также были равны этим уровням, но средние их величины – ниже.

Анализ загрязнения подземных вод цезием-137 и стронцием-90 показывает, что концентрация радионуклидов в них имеет тенденцию к увеличению при возрастании плотности загрязнения почв и зависит от мощности и состава зоны аэрации и других факторов.

Основными факторами, определяющими в будущем загрязнение поверхностных вод, является поступление радионуклидов с площадей водосборов, а также процессы биологического круговорота в водных системах и дальнего руслового переноса. В силу этих причин и распада радионуклидов плотность радиоактивного загрязнения водотоков, а также водосборов будет постепенно снижаться. В процессе выноса цезия-137 и стронция-90 из прибрежных ландшафтов более четко проявится тенденция возрастания различий их поступления в открытые водоемы за счет большей подвижности стронция. Менее загрязненные прибрежные территории, находящиеся вниз по течению, могут дополнительно загрязняться радионуклидами благодаря вторичным процессам переноса, особенно проявляющимся во время обильных дождей, половодий и паводков. Для замкнутых и слабопроточных водных систем озерного типа и далее будет происходить сток радионуклидов с ближайших территорий в котловины водоемов. Удельные активности поверхностных вод стабилизируются с колебаниями в периоды, связанные с экстремальными ситуациями (засухи, паводки, дожди).

 

 

Тема 1. Специальные методы получения и обработки эколого-геологической информации

 

1.1Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

1.2 Эколого-геологическое моделирование

1.3 Основные задачи и этапы проведения эколого-геологической съемки

1.4 Дистанционные методы в эколого-геологическом прогнозе

1.5 Эколого-геологическая информативность материалов дистанционного зондирования